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Facultad de Ciencias Campus JGM Dpto. Ciencias Ecológicas Laboratorio de Ecología Evolutiva del Comportamiento
Factores ecológicos y ambientales
relacionados con la distribución de malaria aviar en el chincol (Zonotrichia capensis) a
lo largo de Chile.
Tesis entregada a la Universidad de Chile en cumplimiento parcial de los
requisitos para optar al grado de
Magíster en Ciencias Biológicas
Autor
Lucas Hussing Vidal
Mayo, 2020
Director de Tesis: Dr. Rodrigo Vásquez
Co-director de Tesis: Dr. Juan Rivero de Aguilar
Mira profundamente en la naturaleza y entonces comprenderás todo mejor.
Albert Einstein
RESUMEN BIOGRÁGICO
Lucas Hussing Vidal es Graduado en Biología por la Universidad de Murcia (España) y
Educador e Intérprete Medioambiental por el Instituto Superior de Medio Ambiente
(España). Interesado en la conservación biológica y la interacción ecológica. En 2016
se desplaza a Chile para continuar su formación a través del Magíster en Ciencias
Biológicas (Universidad de Chile), donde entra a formar parte del Laboratorio de
Ecología Evolutiva del Comportamiento (LEC) a cargo del Dr. Rodrigo Vásquez.
AGRADECIMIENTOS
Ante todo, agradecer a mi tutor de tesis, el Dr. Rodrigo Vásquez, por aceptarme en su
laboratorio y permitirme formar parte de su equipo de investigación, fomentando la
comunicación y cooperación entre sus estudiantes. Gracias por la confianza depositada,
dedicación y conocimientos. A mi co-tutor de tesis, el Dr. Juan Rivero de Aguilar, por su
dedicación y pasión a la hora de transmitir sus conocimientos. Gracias por todas las
horas dedicadas a mis dudas e inquietudes. Además, la obtención de las muestras pudo
realizarse gracias al financiamiento de los proyectos FONDECYT 3170211 a cargo del Dr.
Juan Rivero de Aguilar y AFB-170008-CONICYT-Chile, dirigido por el Dr. Rodrigo Vásquez.
A mis compañeros de laboratorio (convertidos ya en grandes amigos): Pablo Lamilla,
Javier Bustos, Bárbara Toro, Sebastián Maya, Bárbara Bachmann, Jorge Mella, Carlos
Valeris, Karina Romero, Daniel Benítez, Romina Flores, Pablo Cornejo, Juan David
Arévalo, Gabriela Sudel y Martje Birker. Gracias por acogerme con tanto cariño. Habéis
hecho de mi estancia en Chile una experiencia inolvidable. Os deseo lo mejor.
Gracias por supuesto a René, Jocelyn, Pancha y Penny por abrirme las puertas de su casa
y dejarme formar parte de su familia durante mis dos años en Chile. Hicieron que esos
miles de kilómetros que me separaban de mi familia pesaran mucho menos.
A mi mejor amigo, Miguel Abellán, por estar cuando ha tenido que estar y apoyarme a
seguir mi camino. Tus ánimos y tirones de oreja siempre han ayudado.
Y por último, pero sólo para poder extenderme cómodamente, a mi familia. Gracias
papá por apoyarme siempre en cualquier decisión tomada, por ser ejemplo de
perseverancia, resiliencia, cariño y optimismo. Me has ofrecido lecciones y herramientas
de vida con las que afrontar cualquier situación que se presente. Gracias también a mis
hermanos Matías, Tomás y Lucía. No os hacéis idea de cuanto os admiro y de lo que
aprendo de vosotros día tras día. La vida no pudo recompensarme con una familia
mejor. Os quiero. Y a ti, mamá, por hacer de mí la persona que soy hoy…
ÍNDICE
ÍNDICE DE TABLAS ............................................................................................. i
ÍNDICE DE FIGURAS .......................................................................................... ii
RESUMEN......................................................................................................... iv
SUMMARY ........................................................................................................v
1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 1
2. OBJETIVOS ................................................................................................................ 5
2.1. Objetivo general ............................................................................................... 5
2.2. Objetivos específicos ........................................................................................ 5
3. HIPÓTESIS ................................................................................................................. 6
4. MATERIALES Y MÉTODOS ........................................................................................ 7
4.1. Área de estudio................................................................................................. 7
4.2. Colección de datos y preparación de muestras. .............................................. 7
4.3. Prevalencia de infección e identificación de parásitos sanguíneos hemosporidios. ............................................................................................................. 8
4.4. Caracterización de variables abióticas y bióticas. ............................................ 8
4.5. Análisis estadístico ............................................................................................ 9
5. RESULTADOS .......................................................................................................... 11
5.1. Prevalencia de infección e identificación de hemosporidios aviares. ............ 11
5.2. Diversidad de parásitos sanguíneos hemosporidios. ..................................... 13
5.3. Relación del estado de infección por hemosporidios con las variables abióticas y bióticas...................................................................................................... 16
5.4. Relación del estado de infección por Haemoproteus spp. con las variables abióticas y bióticas...................................................................................................... 18
5.5. Relación del estado de infección por Leucocytozoon spp. con las variables abióticas y bióticas...................................................................................................... 20
6. DISCUSIÓN .............................................................................................................. 23
6.1. Prevalencia y distribución de hemosporidios aviares. ................................... 23
6.2. Diversidad de hemosporidios aviares............................................................. 29
7. BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................... 33
i
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1.- Localidades muestreadas, incluyendo número de individuos de chincol
muestreados por localidad, infección por género de hemosporidio, infecciones mixtas,
porcentajes de infección y especie de hemosporidio identificada. ............................... 12
Tabla 2.- Selección del mejor modelo para explicar las infecciones por hemosporidios
en el chincol (Z. capensis). .............................................................................................. 17
Tabla 3.- Modelos seleccionados para explicar las infecciones por Haemoproteus spp.
en el chincol (Z. capensis). .............................................................................................. 19
Tabla 4.- Modelos seleccionados para explicar las infecciones por Leucocytozoon spp. en el chincol (Z. capensis). .............................................................................................. 21
ii
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1.- Haemoproteus coatneyi parasitando eritrocitos. A, B) Gametocito en
desarrollo; C) Macrogametocito maduro y gametocito en desarrollo; D)
Macrogametocito completamente desarrollado. Las flechas gruesas rellenas señalan los
macrogametocitos; las flechas gruesas sin relleno señalan los gametocitos en desarrollo;
y las flechas finas identifican los gránulos de pigmentos (hemozoína) del interior del
parásito. .......................................................................................................................... 13
Figura 2.- Haemoproteus erythrogravidus parasitando eritrocitos. A) Macrogametocito
completamente desarrollado; B) Microgametocito completamente desarrollado. Las
flechas gruesas rellenas identifican las protuberancias causadas en la membrana de los
eritrocitos. Las flechas finas identifican los gránulos de pigmentos (hemozoína) del
interior del parásito. ....................................................................................................... 14
Figura 3.- Haemoproteus tartakovskyi parasitando eritrocitos. A, B) Macrogametocitos
completamente desarrollados; C) Microgametocito completamente desarrollado. Las
flechas finas identifican los gránulos de pigmentos (hemozoína) del interior del parásito.
N – Núcleo de los eritrocitos desplazados lateralmente por el hemosporidio. ............. 14
Figura 4.- Haemoproteus sp. 1 A, B) Macrogametocitos completamente desarrollados;
C) Microgametocito completamente desarrollado. ....................................................... 15
Figura 5.- Leucocytozoon majoris parasitando una célula sanguínea. La flecha gruesa
identifica al parásito. N – Núcleo del eritrocito deformado y desplazado lateralmente.
Nótese la ausencia de hemozoína en el interior del parásito. ....................................... 15
Figura 6.- Relación entre el estado de infección (media±error estandar) por
hemosporidios y la ecorregión (D.A.= Desierto de Atacama, P.S.C.= Puna Seca
Centroandina, M.Ch.= Matorral Chileno, B.T.V.= Bosque Templado Valdiviano, B.S.M.=
Bosque Subpolar Magallánico). Los errores estándar se muestran en la escala de la
función de vínculo logit. ................................................................................................. 17
Figura 7.- Relación entre el estado de infección (media±error estandar) por
Haemoproteus spp. y la ecorregión (D.A.= Desierto de Atacama, P.S.C.= Puna Seca
Centroandina, M.Ch.= Matorral Chileno, B.T.V.= Bosque Templado Valdiviano, B.S.M.=
iii
Bosque Subpolar Magallánico). Los errores estándar se muestran en la escala de la
función de vínculo logit. ................................................................................................. 19
Figura 8.- Relación entre el estado de infección (media±error estandar) por
Leucocytozoon spp. con la ecorregión. (D.A.= Desierto de Atacama, P.S.C.= Puna Seca
Centroandina, M.Ch.= Matorral Chileno, B.T.V.= Bosque Templado Valdiviano, B.S.M.=
Bosque Subpolar Magallánico. Los errores estándar se muestran en la escala de la
función de vínculo logit. ................................................................................................. 21
Figura 9.- Relación entre el estado de infección por Leucocytozoon spp. y la elevación
del sitio de estudio (m s.n.m.). ....................................................................................... 22
iv
RESUMEN
La malaria aviar es una enfermedad causada por parásitos sanguíneos pertenecientes a
los géneros protozoarios Plasmodium, Haemoproteus y Leucocytozoon. La transmisión
comienza con la picadura de moscas y/o mosquitos hematófagos específicos para cada
género de hemosporidio. Una vez en el interior del hospedador, los parásitos infectan
órganos y células sanguíneas, produciendo la enfermedad. Numerosos estudios han
evaluado los factores asociados a la transmisión y prevalencia de estas infecciones. Si
bien estos estudios son relativamente abundantes en la región Holoártica no lo son
tanto en el Neotrópico, y aún menos en la región austral de este último, región
caracterizada por la distintiva diversidad de especies de aves y ecosistemas. Estas
regiones biogeográficas son, por lo tanto, zonas de gran interés para el estudio de la
evolución y la dinámica de transmisión de la malaria aviar, así como para la descripción
de nuevas especies de parásitos.
En esta tesis se evaluó la prevalencia de las infecciones producidas por estos tres
géneros de hemosporidios en el chincol (Zonotrichia capensis en Chile), y su relación con
diferentes variables tanto bióticas como abióticas. Se observó que la prevalencia de las
infecciones tanto por hemosporidios en general, como para los géneros Haemoproteus
y Leucocytozoon, se encuentra relacionada principalmente con la ecorregión y con el
aumento de la elevación con respecto al nivel del mar. No se detectó infecciones por
Plasmodium spp. en el chincol a lo largo de Chile.
Se confirmó por primera vez a través de observación morfológica la presencia de
Haemoproteus coatneyi, Haemoproteus erythrogravidus y Leucocytozoon majoris
parasitando al chincol en Chile. Además, se detectó la presencia de la morfoespecie
Haemoproteus tartakovsky por primera vez en el Neotrópico, al menos bajo microscopía
óptica. Finalmente, una cuarta morfoespecie de Haemoproteus (Haemoproteus sp. 1)
aún no descrita fue documentada en este trabajo.
v
SUMMARY
Avian malaria is a disease caused by protozoan parasites belonging to the Plasmodium,
Haemoproteus and Leucocytozoon genera. Transmission of the parasite to the host
occurs through a specific vector for each genus of hemosporidia, which includes blood-
sucking flies and mosquitoes. Once inside the host, the parasite travels to a target organ
for its development before moving to the bloodstream, where it infects erythrocytes
and from where it will be transferred to the vector to continue its life cycle. Numerous
studies have evaluated what factors determine the prevalence of these infections and
their effects on hosts. Although these studies are relatively abundant in the Holartic
region, they are not so abundant in the Neotropic region, where studies have only been
carried out in natural populations of hosts for only a few years. The great diversity of
birds associated with this biogeographic region make it an area of great interest to
assess how the parasite-host dynamics have evolved and to describe new
morphospecies of hemosporidia.
In this work, the prevalence of infections by these three genera of hemosporidia in the
chincol (Zonotrichia capensis) in Chile was evaluated through different variables, both
biotic and abiotic. It was observed that the prevalence of infections by both
hemosporidia in general, and for the genera Haemoproteus and Leucocytozoon, was
mainly related to the ecoregion and to the increase in elevation with respect to sea level.
It was not detected Plasmodium spp. infections in the chincol throughout Chile.
Finally, it was confirmed for the first time through morphological observation the
presence of Haemoproteus coatneyi, Haemoproteus erythrogravidus and Leucocytozoon
majoris parasitizing the chincol in Chile. Furthermore, it was detected the presence of
the morphospecies Haemoproteus tartakovsky for the first time in the Neotropic region,
at least under light microscopy. A fourth morphospecies of Haemoproteus
(Haemoproteus (P.) sp. 1) has been documented in this work, although it could not be
identified at the species level through its morphological observation.
1
1. INTRODUCCIÓN
El parasitismo es la interacción ecológica entre dos organismos en donde uno (el
parásito), obtiene recursos acosta del otro (hospedador). Esta interacción está presente
en todos los ecosistemas y es de gran importancia pues afecta las estructuras y
dinámicas poblacionales (Smith & Smith, 2007). La relación ente los parásitos y sus
hospedadores resulta en procesos de estrecha relación y de coevolución que se
mantienen a lo largo del tiempo (Smith & Smith, 2007). Como resultado los parásitos
ejercen una fuerte presión evolutiva en las poblaciones de vertebrados, incluidas las
aves. Estas últimas, debido a su ubiquidad y amplia distribución y al amplio rango de
parásitos que las infectan constituyen modelos adecuados a la hora de estudiar las
relaciones parásito-hospedador y las implicaciones tanto ecológicas como evolutivas
dentro de está relación (Ricklefs et al., 2004, Bensch et al., 2009, Rivero & Gandon,
2018).
Entre los parásitos que infectan a las aves, la malaria es una enfermedad que se detecta
comúnmente en las aves silvestres. Esta enfermedad es producida por parásitos
hemosporidios pertenecientes a los géneros Plasmodium, Haemoproteus y
Leucocytozoon (Filo Ampicomplexa). Los tres géneros conforman un grupo
taxonómicamente diverso (Levine, 1988; Atkinson & Van Riper, 1991; Barbosa &
Palacios, 2009) y con una distribución cosmopolita, habiéndose detectado desde las
regiones tropicales y templadas (Levine, 1988) hasta la Antártica (Valkiünas, 2005; Clark
et al., 2014). Si bien tradicionalmente el término malaria aviar se ha relacionado con los
parásitos del género Plasmodium, actualmente hace referencia a las infecciones
causadas por cualquiera de estos tres géneros (Pérez-Tris et al., 2005; Martinsen et al.,
2007). Estos géneros están evolutivamente relacionados y comparten características
que los diferencian de otros endoparásitos sanguíneos (Levine, 1985). Sin embargo,
difieren en su morfología, ciclo vital y vectores que los transmiten (Valkiünas, 2005).
Mientras que Plasmodium es transmitido por especies de mosquitos de la familia
Culicidae, Haemoproteus tiene como vector moscas de la familia Hippoboscoidea y
Ceratopogonidae (Santiago-Alarcón et al., 2012; Sehgal, 2015). En el caso de
2
Leucocytozoon, este es transmitido a través de moscas de la familia Simuliidae
(Santiago-Alarcón et al., 2012; Sehgal, 2015).
La malaria aviar suele producir enfermedades crónicas asintomáticas cuyos efectos son
difíciles de detectar (Atkinson & Van Riper, 1991; Valkiünas, 2005). Aún así, su
patogenicidad es demostrada por la extinción de varias especies de aves (LaPointe et
al., 2010) y por los efectos negativos que produce en el hospedero. La patología varía
según la especie de parásito y el hospedador (Matta & Rodríguez, 2001). Entre los
efectos directos que estos parásitos causan a los hospedadores podemos destacar la
anemia severa y la hemólisis intravascular (Matta & Rodríguez, 2011), dificultad para
mantener una adecuada termorregulación (Atkinson & Van Riper, 1991) o inflamaciones
del hígado y el bazo (Valkiünas, 2005). Es por ello por lo que la malaria aviar se ha
relacionado con procesos de selección sexual (Hamilton y Zuk, 1982) ya que la infección
parasitaria puede traducirse en unos elevados costos para la reproducción y afectar, por
lo tanto, a la evolución de los rasgos de historia de vida de las aves (Moller, 1997).
Determinados rasgos conductuales como la migración (Atkinson & Van Riper, 1991) o la
demanda energética durante la reproducción (véase Merino et al., 2000) pueden
producir un incremento de la parasitemia (o número de parásitos en sangre),
consecuencia de la disminución en la actividad del sistema inmunitario. Un ejemplo de
esto puede observarse a partir de los estudios de Ricklefs (1992) donde se relaciona la
prevalencia de infección con los periodos de incubación. Es por esto último que es
relevante citar a Valkiünas (2005): “el impacto de los hemosporidios sobre sus
hospedadores es extremadamente diverso y complejo, quedando claro que ninguno de
los grupos de hemosporidios es neutro para sus hospedadores”.
La interacción entre los parásitos y sus hospedadores resulta en relaciones que varían
en la especificidad y prevalencia de infección. Ciertas aves parecen ser más susceptibles
a ser parasitadas que otras (Atkinson 2008 a). Por ejemplo, el Orden de los Paseriformes
es el que presenta mayor número de especies parasitadas por hemosporidios (Atkinson
& Van Riper, 1991) y con mayor diversidad de dichos parásitos (Valkiünas, 2005). Entre
los factores relacionados con la prevalencia de infección encontramos los gradientes
latitudinales y altitudinales (Merino et al., 2008, LaPointe et al., 2010 y Doussang et al.,
3
2019), el tipo de hábitat (Sehgal, 2011; González-Quevedo et al., 2014) o la diversidad
de aves. En regiones tropicales, consideradas hotspot para dicha diversidad de
hospedadores, se ha observado una gran diversidad de linajes hemosporidios, lo cuál
podría explicarse por la mayor productividad de dichos ecosistemas (Phillips et al.,
1994). Para que la infección tenga lugar, el parásito debe encontrarse en la fase del ciclo
biológico adecuada, el hospedador debe ser susceptible, el vector debe estar presente
(y ser competente) y el ambiente ha de ser el adecuado (Sehgal, 2015).
La morfología y clasificación de los hemosporidios se estudia actualmente mediante la
aplicación conjunta de técnicas microscópicas y moleculares basadas en la amplificación
de ADN del parásito mediante PCR (Polimerase Chain Reaction). Las técnicas
moleculares son una herramienta excelente para ampliar nuestro conocimiento acerca
de la diversidad genética de hemosporidios y facilitan la detección e identificación de
las especies parasitarias, sin embargo no deberían hacernos descartar el uso tradicional
de la observación microscópica. Posiblemente el inconveniente más importante a
destacar en el uso de la PCR sea el hecho de que, bajo infecciones mixtas (es decir, el
hospedador aparece infectado por más de una especie diferente de hemosporidio), la
PCR actúa de manera selectiva, ampliando ciertos linajes de parásitos y no detectando
otros que podrían estar parasitando al hospedador (Zehtindjiev et al., 2012). Además,
con el uso exclusivo de la PCR es imposible detectar las diferentes etapas del ciclo de
vida del parásito (Valkiünas, 2005). Es por ello por lo que el uso de la técnica de
microscopía aún sigue siendo una herramienta esencial para aumentar nuestro
conocimiento sobre la diversidad de hemosporidios (Clark et al., 2014). La microscopía
óptica permite la identificación morfológica de los parásitos, las diferentes etapas del
ciclo de vida del parásito (Valkiünas, 2005), además de la detección de infecciones
mixtas (infecciones debidas a más de un parásito). La aplicación de estas dos técnicas ha
permitido la descripción de nuevos linajes de parásitos hemosporidios (Perkins & Schall,
2002; Santiago-Alarcón et al., 2012). Como asegura Sehgal (2015), el uso de técnicas de
microscopía, junto con el enfoque molecular, es el medio más seguro para confirmar las
infecciones de parásitos sanguíneos, siendo la primera la aproximación que permite una
caracterización morfológica de las especies de estudio.
4
En esta tesis, se estudiaron los parásitos de la malaria aviar que infectan al chincol
Zonotrichia capensis en Chile, además de los factores relacionados con la prevalencia y
distribución de estos parásitos. En Chile, el chincol es un paseriforme ampliamente
distribuido desde el norte de Chile hasta la región de Magallanes y ocupa una gran
diversidad de hábitats, desde zonas desérticas, pasando por zonas costeras y regiones
andinas, hasta bosques y estepas patagónicas (Cueve et al., 2016). El hecho de ocupar
un amplio rango geográfico y una amplia diversidad de hábitats lo convierten en un buen
modelo para estudiar como se ven afectados la prevalencia de las infecciones y la
diversidad de hemosporidios tanto por factores bióticos como abióticos. Además,
utilizando la clasificación morfológica por medio de microscopía óptica, identificamos la
diversidad de hemosporidios asociada a este hospedador a lo largo de Chile.
5
2. OBJETIVOS
2.1. Objetivo general
Evaluar la diversidad, prevalencia y distribución de las infecciones por parásitos de la
malaria aviar en el chincol a lo largo de Chile y los factores bióticos y abióticos
relacionados con la infección.
2.2. Objetivos específicos
• Determinar la distribución, prevalencia y diversidad de las infecciones por
malaria aviar de Plasmodium spp., Haemoproteus spp. y Leucocytozoon spp.
en el chincol a lo largo de Chile.
• Evaluar el efecto de variables abióticas (latitud y elevación) y bióticas
(ecorregión, diversidad de aves y estado reproductivo) en la distribución,
prevalencia y diversidad de los parásitos de la malaria aviar.
6
3. HIPÓTESIS
La distribución, prevalencia y diversidad de las infecciones por parásitos de la malaria
aviar (Plasmodium spp., Haemoproteus spp., y Leucocytozoon spp.) en el chincol estará
negativamente relacionada con una mayor latitud y elevación debido, principalmente,
a las condiciones ambientales que limitan el desarrollo de los vectores hemosporidios.
Además, otros factores como el tipo de hábitat (favorables para el desarrollo de los
vectores de la malaria aviar), una menor diversidad de especies hospedadoras o el
estado reproductor del hospedador, se relacionarán con una mayor prevalencia de
infección.
7
4. MATERIALES Y MÉTODOS
4.1. Área de estudio.
El área de estudio comprendió desde el Norte Grande de Chile hasta la Región de
Magallanes, cubriendo un rango latitudinal desde los 18º S hasta los 55º S y un rango
altitudinal desde los 0 hasta los 3500 m s.n.m. (tabla 1). El muestreo se realizó entre
abril de 2017 y julio de 2018 e incluyó un total de 12 localidades situadas en la Región
de Arica y Parinacota, Región de Tarapacá, Región de Antofagasta, Región de Valparaíso,
Región Metropolitana de Santiago y Región de Magallanes. Este muestreo formó parte
de un proyecto mayor que pretende estudiar los efectos de la malaria aviar sobre la
ecología del chincol.
4.2. Colección de datos y preparación de muestras.
Un total de 108 individuos fueron capturados mediante redes de niebla siguiendo los
procedimientos descritos en Pinilla (2000). Los muestreos se llevaron a cabo entre las
9:00 AM y las 6:00 PM. Cada individuo fue marcado con un anillo metálico alfanumérico
individual para evitar duplicaciones en los muestreos. Para la preparación de los frotis,
se obtuvo una muestra de sangre (10-20 microlitros) procedente de la vena braquial de
los individuos, mediante punción con una aguja (23G) y utilizando microcapilares con
heparina como anticoagulante. Posteriormente, una gota de sangre fue colocada en un
portaobjetos y se procedió a su extensión utilizando los métodos descritos por Santiago-
Alarcón & Carbó-Ramírez (2015). Tras cada jornada de muestreo, las muestras fueron
fijadas en etanol 96%. Una vez en el laboratorio, se procedió a la tinción de los frotis con
Giemsa, siguiendo los procedimientos descritos por Santiago-Alarcón & Carbó-Ramírez
(2015).
8
4.3. Prevalencia de infección e identificación de parásitos sanguíneos
hemosporidios.
La detección e identificación de los parásitos se llevó a cabo mediante la observación al
microscopio óptico (Motic BA310) de los frotis sanguíneos. La prevalencia de infección
se determinó como el número de individuos infectados por una especie de parásito
determinada entre el número total de individuos observados (Margolis et al., 1982). La
prevalencia se calculó tanto para todo el conjunto de individuos como para cada
localidad de muestreo. Para determinar el estado de infección de un individuo
(infectado/no infectado), se siguió un procedimiento estandarizado que consistió en la
observación, durante 30 minutos, de cada frotis con un aumento de 10x (véase Santiago-
Alarcón & Carbó-Ramírez, 2015). De esta manera, pueden observarse tanto los
hemosporidios de pequeño tamaño (Plasmodium spp. y Haemoproteus spp.) como los
de mayor tamaño (Leucocytozoon spp.).
La determinación taxonómica y la diversidad de las especies se realizó con el aumento
de 100x en aceite de inmersión y siguiendo la clave dicotómica de Valkiünas (2005) junto
con descripciones recientes de parásitos de malaria aviar en la región Neotropical
(González et al., 2015; Mantilla et al., 2016; Lotta et al., 2016, Cadena et al., 2018). De
cada parásito se obtuvieron varias fotografías al microscopio óptico.
4.4. Caracterización de variables abióticas y bióticas.
Las variables seleccionadas en este estudio incluyeron tanto variables abióticas como
bióticas relacionadas con las infecciones por malaria aviar, ya sea por su efecto sobre la
distribución y actividad de los mosquitos, sobre el parásito y/o sobre el propio
hospedador. Las variables abióticas seleccionadas fueron: latitud, elevación y estación
del año. Para cada individuo muestreado, se obtuvieron mediante geolocalización GPS
valores de latitud, longitud y elevación. Las variables bióticas incluyeron la ecorregión,
diversidad de aves y el estado reproductor. La ecorregión asociada a cada punto de
muestreo se obtuvo a través de los datos provistos por Olson et al. (2001). La diversidad
de aves, asociada a una ecorregión determinada, se obtuvo a través de los datos
9
provistos por Jenkins et al. (2013). Toda la información sobre las ecorregiones y la
diversidad de aves asociada a estas está disponible, a través de distintas capas de
información espacial, en la plataforma online Data Basin, una herramienta para la
creación de mapas espaciales y análisis científico ofrecido por el Conservation Biology
Institute (Oregón, EE.UU).
El estado reproductor se determinó mediante la observación de la protuberancia cloacal
en machos, y del parche de incubación en hembras. En las aves, la cloaca es una
estructura compartida tanto por el sistema excretor como reproductor. En los machos
de chincol, cuando estos se encuentran en periodo reproductivo, la cloaca aumenta de
tamaño adquiriendo forma de protuberancia bulbosa (Mason, 1938). En las hembras, el
parche de incubación es el área libre de plumas y altamente vascularizada que ayuda a
calentar los huevos durante la incubación, apareciendo durante dicho periodo de
incubación y desapareciendo gradualmente una vez eclosionados los huevos. El estado
de desarrollo de dicha placa se determinó utilizando el código numérico propuesto por
Pinilla (2000). Cada individuo se asignó a las categorías “reproductor” o “no
reproductor” en función de si presentaban alguna de las dos estructuras.
4.5. Análisis estadístico
El análisis estadístico de los datos se realizó en R versión 3.6.1 (R Core Development
Team, 2019). La relación entre las variables dependientes (infección total por
hemosporidios e infección por cada género Plasmodium, Haemoproteus o
Leucocytozoon) y las variables independientes (latitud, elevación, ecorregión, diversidad
de aves, estado reproductivo y estación del año) fue estudiada mediante modelos
lineales generalizados (GLM por sus siglas en inglés) con una distribución de errores tipo
binomial y función de vínculo logit (Zuur et al., 2007). Las variables dependientes de
infección fueron introducidas como variables binarias (infectado/no infectado). La
correlación entre las variables se evaluó mediante un análisis de multicolinealidad
utilizando el factor de inflación de la varianza (VIF), eliminando de los análisis aquellas
variables con VIF > 5 (Fox, 2016). Posteriormente se llevó a cabo una selección de
modelos mediante el criterio de información de Akaike corregido para muestras
10
reducidas (AICc). Este análisis selecciona los mejores modelos (ΔAICc < 2) de entre todos
los modelos posibles (Burnham & Anderson, 2004). La inferencia de estos modelos se
basó en sus pesos (Wi), donde Wi representa la probabilidad relativa de cada modelo
(Tellería, 2018). Por último, se obtuvo la importancia de cada variable según la suma de
los pesos de los modelos en los que habían participado (ΣWi).
11
5. RESULTADOS
5.1. Prevalencia de infección e identificación de hemosporidios aviares.
Considerando todos los géneros en conjunto, la prevalencia de infección fue del 28.03%.
De los 108 individuos estudiados, 30 presentaban infección por alguno de los 3 géneros
(Tabla 1). La prevalencia de infección para el género Haemoproteus fue del 13.08%
(n=14), para el género Leucocytozoon fue del 13.08% (n=14), y para el género
Plasmodium del 0% (Tabla 1). La prevalencia de infecciones mixtas (más de una especie
de un mismo género) fue del 1.86% (n=2). La identificación morfológica resultó en
cuatro morfoespecies de Haemoproteus (Figuras 1 a 4) y una morfoespecie de
Leucocytozoon (Tabla 1, Figura 5).
12
Tabla 1.- Localidades muestreadas, incluyendo número de individuos de chincol muestreados por localidad, infección por género de hemosporidio, infecciones mixtas, porcentajes de infección y especie de hemosporidio identificada.
Localidad Individuos infectados/examinados Plasmodium spp. Haemoproteus spp. Leucocytozoon spp. Infecciones mixtas
Especie de hemosporidio
Putre 1/10 (10%)
- +
- - H. erythogravidus
Arica 0/2 (0%)
- - - -
Codpa 0/5 (0%)
- - - -
Pica 0/6 (0%)
- - - -
San Pedro de Atacama
0/3 (0%)
- - - -
Carretera al Portillo 0/1 (0%)
- - - -
Farellones 2/5 (40%)
- + + - Haemoproteus sp. 1, Leucocytozoon majoris.
Plaza del Puma y Valle Nevado
1/1 (100%)
- - + - Leucocytozoon majoris.
P.N. San Carlos de Apoquimbo
4/6 (66.6%)
- + - - H. tartakovskyii. H. coatneyi, Haemproteus sp. 1
Quebrada de la Plata 6/23 (26.08%)
- + - - H. erythogravidus, H. coatneyi, Haemoproteus sp. 1
El Yeso 0/7 (0%)
- - - -
Puerto Natales 3/10 (30%)
- + + - H. coatneyi, Leucocytozoon majoris.
Isla Navarino 13/28 (46.42%)
- + + + H. coatneyi, H. tartakovskyii, Leucocytozoon majoris
Parque Estrecho de Magallanes
0/1 (0%)
0 0 0 0
Total 30/108 (28.03%)
0 (0%)
14 (13.08%)
14 (13.08%)
2 (1.86%)
13
5.2. Diversidad de parásitos sanguíneos hemosporidios.
La observación al microscopio de los frotis sanguíneos resultó en la identificaron de dos
géneros de hemosporidios aviares parasitando al chincol: Haemoproteus y
Leucocytozoon. No se observó Plasmodium en ningún individuo muestreado. Dentro del
género Haemoproteus, se identificaron 4 morfoespecies diferentes: Haemoproteus
(Parahaemoproteus) coatneyi (Burry-Caines & Bennet, 1992) (Figura 1), Haemoproteus
(Parahaemoproteus) erythrogravidus (Mantilla et al., 2016) (Figura 2) y Haemoproteus
(Parahaemoproteus) tartakovskyi (Valkiünas, 1986) (Figura 3). La cuarta morfoespecie
de Haemoproteus fue identificada como Haemoproteus sp. 1 (Cadena-Ortiz et al. 2018)
(Figura 4), ésta aún no descrita. Para el género Leucocytozoon únicamente se identificó
una morfoespecie, la cual correspondió a Leucocytozoon majoris (Laveran, 1902) (Figura
5). Para el género Haemoproteus, se observaron diferentes estadios de desarrollo de los
gametocitos infectando eritrocitos. Además, se pudo diferenciar también tanto
microgametocitos como macrogametocitos (figura 1), a través de las diferencias
morfológicas que provocan el dimorfismo sexual en las especies de este género.
Figura 1.- Haemoproteus coatneyi parasitando eritrocitos. A, B) Gametocito en desarrollo; C) Macrogametocito maduro y gametocito en desarrollo; D) Macrogametocito completamente desarrollado. Las flechas gruesas rellenas señalan los macrogametocitos; las flechas gruesas sin relleno señalan los gametocitos en desarrollo;
14
y las flechas finas identifican los gránulos de pigmentos (hemozoína) del interior del parásito.
Figura 2.- Haemoproteus erythrogravidus parasitando eritrocitos. A) Macrogametocito completamente desarrollado; B) Microgametocito completamente desarrollado. Las flechas gruesas rellenas identifican las protuberancias causadas en la membrana de los eritrocitos. Las flechas finas identifican los gránulos de pigmentos (hemozoína) del interior del parásito.
Figura 3.- Haemoproteus tartakovskyi parasitando eritrocitos. A, B) Macrogametocitos completamente desarrollados; C) Microgametocito completamente desarrollado. Las flechas finas identifican los gránulos de pigmentos (hemozoína) del interior del parásito. N – Núcleo de los eritrocitos desplazados lateralmente por el hemosporidio.
15
Figura 4.- Haemoproteus sp. 1 A, B) Macrogametocitos completamente desarrollados; C) Microgametocito completamente desarrollado.
Figura 5.- Leucocytozoon majoris parasitando una célula sanguínea. La flecha gruesa identifica al parásito. N – Núcleo del eritrocito deformado y desplazado lateralmente. Nótese la ausencia de hemozoína en el interior del parásito.
16
5.3. Relación del estado de infección por hemosporidios con las variables
abióticas y bióticas.
El modelo inicial incluyó todas las variables explicativas: latitud, elevación, ecorregión,
diversidad de aves, estado reproductivo y estación del año. El análisis de
multicolinealidad detectó que la diversidad de aves y la latitud estuvieron altamente
correlacionadas, por lo que se eliminaron del modelo en orden secuencial. El modelo
resultante quedó conformado con el estado de infección por hemosporidios como
variable respuesta y la elevación, ecorregión, estado reproductivo y la estación del año
como variables explicativas (d2 = 16.61). La selección de modelos resultó en un modelo
final el cual retuvo la ecorregión como la variable explicativa con mayor relevancia para
inferir las infecciones por hemosporidios en el chincol (Tabla 2). La prevalencia de
infección por hemosporidios aumentó conforme nos desplazamos hacia ecorregiones
más australes, siendo las ecorregiones del Bosque Templado Valdiviano y Bosque
Subpolar Magallánico las que mayor prevalencia presentaron (Figura 6).
17
Tabla 2.- Selección del mejor modelo para explicar las infecciones por hemosporidios en el chincol (Z. capensis).
Wi = peso del modelo correspondiente (probabilidad relativa de cada modelo); ΣWi = importancia de cada variable en función de la suma de los pesos de los modelos en los que ha participado.
Figura 6.- Relación entre el estado de infección (media±error estandar) por
hemosporidios y la ecorregión (D.A.= Desierto de Atacama, P.S.C.= Puna Seca Centroandina, M.Ch.= Matorral Chileno, B.T.V.= Bosque Templado Valdiviano, B.S.M.= Bosque Subpolar Magallánico). Los errores estándar se muestran en la escala de la función de vínculo logit.
MODELO 1
INTERCEPTO -17.5700 IMPORTANCIA (ΣWi)
ECORREGIÓN + 1
AICc 122.7
𝚫AICc 0.00
Wi 0.431
Devianza (%) 12.12
18
5.4. Relación del estado de infección por Haemoproteus spp. con las variables
abióticas y bióticas.
El modelo inicial incluyó todas las variables explicativas: latitud, elevación, ecorregión,
diversidad de aves, estado reproductivo y estación del año. A partir de este modelo
inicial, el análisis de multicolinealidad eliminó la diversidad de aves y la latitud. De esta
forma, el modelo final quedó conformado con el estado de infección por Haemoproteus
spp. como variable respuesta y la elevación, ecorregión, estado reproductivo y la
estación del año como variables explicativas (d2 = 17.69). La selección de modelos
resultó en 6 modelos que cumplieron el criterio de ΔAICc<2 (Tabla 3). La ecorregión
(ΣWi = 0.60) resultó la variable explicativa con mayor relevancia para inferir las
infecciones por Haemoproteus spp. en el chincol, seguida de la elevación (ΣWi = 0.31) la
estación del año (ΣWi = 0.16) y el estado reproductivo (ΣWi = 0.11). El modelo que mejor
explica la variabilidad observada fue el modelo 1 (Wi = 0.164), que incluyó únicamente
la ecorregión como variable explicativa (Tabla 3). La prevalencia de las infecciones por
Haemoproteus spp. mostró ser mayor en las ecorregiones del matorral chileno y el
bosque templado Valdiviano, y disminuyen conforme nos desplazamos hacia el norte de
Chile (ecorregiones del desierto de Atacama y puna seca centroandina) y hacia la Región
de Magallanes (ecorregión del bosque subpolar magallánico) (Figura 7).
19
Tabla 3.- Modelos seleccionados para explicar las infecciones por Haemoproteus spp. en el chincol (Z. capensis).
Wi = peso del modelo correspondiente (probabilidad relativa de cada modelo); "ΣWi " = importancia de cada variable en función de la suma de los pesos de los modelos en los que ha participado.
Figura 7.- Relación entre el estado de infección (media±error estandar) por
Haemoproteus spp. y la ecorregión (D.A.= Desierto de Atacama, P.S.C.= Puna Seca Centroandina, M.Ch.= Matorral Chileno, B.T.V.= Bosque Templado Valdiviano, B.S.M.= Bosque Subpolar Magallánico). Los errores estándar se muestran en la escala de la función de vínculo logit.
INFECCIÓN POR HAEMOPROTEUS
MODELO 1 2 3 4 5 6
INTERCEPTO -18.570 -17.240 -1.749 -19.340 -1.344 -1.566 IMPORTANCIA (ΣWi)
ECORREGIÓN + + - + - - 0.60
ELEVACIÓN - -0.001 - - - -0.0001 0.31
ESTACIÓN DEL AÑO - - - + - - 0.16
ESTADO REPRODUCTIVO
- - - - + - 0.11
AICc 92.3 92.4 92.6 93.1 93.7 92.2
𝚫AICc 0.00 0.06 0.32 0.75 1.37 1.86
Wi 0.164 0.159 0.140 0.112 0.083 0.065
Devianza (%) 9.79 12.2 - 16.54 1.13 0.59
20
5.5. Relación del estado de infección por Leucocytozoon spp. con las variables
abióticas y bióticas.
El modelo inicial incluyó todas las variables explicativas de latitud, elevación, ecorregión,
diversidad de especies de aves, estado reproductivo y estación del año. A partir de este
modelo inicial, el análisis de multicolinealidad detectó que la diversidad de especies de
aves, la estación del año y la latitud estaban altamente correlacionadas por lo que
fueron eliminadas del modelo. El modelo final quedó conformado con el estado de
infección por Leucocytozoon spp. como variable respuesta y la elevación, ecorregión y
el estado reproductivo como variables explicativas (d2 = 34.36). Tras la selección de
modelos por AICc, de todas las combinaciones posibles, sólo tres modelos cumplieron
el criterio de ΔAICc<2 (Tabla 4). La ecorregión (ΣWi = 1) la elevación (ΣWi = 0.74) y el
estado reproductivo (ΣWi = 0.25) se consideraron como las variables explicativas con
mayor relevancia para inferir las infecciones por Leucocytozoon spp. en el chincol. El
mejor modelo para explicar la variabilidad observada fue el modelo 1, que incluyó la
ecorregión y la elevación como variables explicativas (Wi = 0.427) (tabla 4). La
prevalencia de las infecciones por Leucocytozoon spp. fue mayor en las ecorregiones
australes. Concretamente, la ecorregión del bosque subpolar magallánico resulta ser la
ecorregión con mayor prevalencia de infección (Figura 8). Además, la prevalencia de
infección por este hemosporidio aumenta conforme nos desplazamos hacia elevaciones
altas (Figura 9).
21
Tabla 4.- Modelos seleccionados para explicar las infecciones por Leucocytozoon spp. en el chincol (Z. capensis).
Wi = peso del modelo correspondiente (probabilidad relativa de cada modelo); ΣWi = importancia de cada variable en función de la suma de los pesos de los modelos en los que ha participado.
Figura 8.- Relación entre el estado de infección (media±error estandar) por
Leucocytozoon spp. con la ecorregión. (D.A.= Desierto de Atacama, P.S.C.= Puna Seca Centroandina, M.Ch.= Matorral Chileno, B.T.V.= Bosque Templado Valdiviano, B.S.M.= Bosque Subpolar Magallánico. Los errores estándar se muestran en la escala de la función de vínculo logit.
INFECCIÓN POR LEUCOCYTOZOON
MODELO 1 2 3
INTERCEPTO -22.660 -19.570 -23.590 IMPORTANCIA (ΣWi)
ECORREGIÓN + + + 1
ELEVACIÓN 0.002 - 0.002 0.74
ESTADO REPRODUCTIVO
- - + 0.25
AICc 73.2 74.5 74.6
𝚫AICc 0.00 1.33 1.41
Wi 0.427 0.220 0.211
Devianza (%) 33.39 29.45 34.36
22
Figura 9.- Relación entre el estado de infección por Leucocytozoon spp. y la elevación del sitio de estudio (m s.n.m.).
23
6. DISCUSIÓN
6.1. Prevalencia y distribución de hemosporidios aviares.
En este estudio se evaluó la distribución, prevalencia y diversidad de parásitos de la
malaria aviar (Plasmodium, Haemoproteus, y Leucocytozoon) en el chincol a lo largo de
Chile. Como resultado se observó que la prevalencia de las infecciones se relacionó
principalmente con la ecorregión. En este trabajo, se utilizó la ecorregión como medida
para categorizar el tipo de hábitat y determinar su relación con la prevalencia de
infección por hemosporidios. La ecorregión está asociada a una diversidad de fauna y
flora determinada (Olson et al., 2001) y su inclusión en los modelos es relevante para
entender las interacciones parásito-hospedador ya que puede afectar la distribución de
los vectores de la malaria (Rubio-Palis & Zimmerman, 1997). Cuando se consideró la
prevalencia de infección en conjunto, esta aumentó hacia el sur, siendo las ecorregiones
australes las que presentaron una mayor prevalencia. Sin embargo, cuando se estudió
cada género por separado, la prevalencia por el género Leucocytozoon también fue
mayor en las ecorregiones del sur de Chile (11.11% para el bosque templado valdiviano
y 35.89% para el bosque subpolar magallánico), pero la prevalencia de infección de
Haemoproteus spp. fue mayor en el centro de Chile (ecorregión de matorral chileno, con
un 26.08%) y en el sur intermedio de Chile (ecorregión del bosque templado Valdiviano,
con un 27.77%). En el caso de Plasmodium spp. no se detectó ningún individuo
infectado. La ausencia de Plasmodium spp. en las muestras estudiadas puede deberse a
varios factores, como la ausencia de vectores adecuados o la menor detectabilidad de
Plasmodium spp. frente al resto de parásitos hemosporidios (Valkiünas, 2005). La
detección de Plasmodium spp. en frotis sanguíneos suele ser menor que para
Haemoproteus spp. y Leucocytozoon spp. (Atkinson, C.T.; 2008b), siendo Haemoproteus
spp. el hemoparásito más común dentro de las aves silvestres (Atkinson, C.T.; 2008a).
Por otro lado, la coevolución de los hemosporidios con sus hospedadores también
influiría en los niveles de prevalencia. Se ha observado que el género Plasmodium suele
ser más generalista que las especies del género Haemoproteus (Moens & Pérez-Tris,
2016), lo que podría llevar a encontrar menos infecciones por hemosporidios en una
24
especie determinada de hospedador cuanto mayor sea la diversidad de especies
hospedadoras en el ambiente. Doussang et al. (2019) observaron mayor porcentaje de
prevalencia de infección por Haemoproteus spp. que por Plasmodium spp. en el chincol
a lo largo de América del sur, concluyendo que la prevalencia de infección estaba muy
marcada en función del género de hemosporidio.
El resultado de este trabajo, en su conjunto, coincide con los observados por Doussang
et al. (2019), donde también se observó una mayor prevalencia de infección por
Haemoproteus spp. en la región central de Chile, y con los de Merino et al. (2008) donde
también observaron un patrón similar en las prevalencias de Haemoproteus spp. y
Plasmodium spp. desde el centro de Chile hasta la región austral en varias especies de
paseriformes. En el caso de Leucocytozoon spp., la prevalencia aumenta conforme nos
desplazamos hacia el sur y aparece infectando comúnmente a aves en la región austral
(Merino et al., 2008) siendo, por tanto, un parásito característico de las aves australes.
Se ha sugerido que la presencia de Leucocytozoon spp. estaría condicionada a la
presencia de corrientes de agua o ríos (Valkiünas, 2005; Merino et al., 2008), las cuáles
constituyen zonas donde sus vectores (dípteros simúlidos) encuentran las condiciones
apropiadas para su desarrollo (Adler et al., 2004). Los resultados de este trabajo apoyan
esta hipótesis, en donde la presencia de estos cuerpos de agua sería un factor principal
que explicaría las infecciones por Leucocytozoon spp. en la región austral. De este modo,
las infecciones por este género de hemosporidio estarían muy limitadas por el ambiente
y, además, por factores abióticos favorables de temperatura, humedad y precipitación
(Forrester, D.J. & Greiner, E.C., 2008). Las ecorregiones del bosque templado valdiviano
y bosque subpolar magallánico reúnen estas condiciones ambientales, pues se
caracterizan por presentar un clima oceánico con precipitaciones a lo largo de todo el
año y con condiciones de alta humedad y baja temperatura propiciadas por los vientos
provenientes del océano Pacífico y el efecto de corrientes oceánicas como la corriente
de Humbold (para el bosque templado valdiviano) y la corriente circumpolar atlántica
(para el bosque subpolar magallánico).
En cuanto al norte de Chile (ecorregiones del desierto de Atacama y Puna seca
centroandina) son escasos los estudios que evalúen las infecciones por hemosporidios
25
en el chincol en estas regiones (Doussang et al. 2019, Martínez et al. 2016). Doussang et
al. (2019) detectaron infecciones en el chincol por Haemoproteus spp. y Plasmodium
spp. en la región del norte de Chile, pero no incluyeron al género Leucocytozoon spp. Sin
embargo, Martínez et al. (2016) detectaron el parásito, pero no infectando al chincol
sino al comesebo de los tamarugales (Conirostrum tamarugense), por lo que se detecta
la presencia de Leucocytozoon spp. en la región. Por otro lado, Merino et al. (2008)
estudiaron la prevalencia por hemosporidios en varias especies de aves en Chile,
abarcando un rango latitudinal desde la región central hasta la región Magallánica. En
este trabajo de tesis, se amplió por lo tanto el rango de estudio para los tres géneros de
hemosporidios en el chincol hasta el Norte Grande descartando, hasta el momento, la
presencia de Leucocytozoon spp. más al norte del desierto de Atacama, al menos en los
individuos muestreados y en la época del año en la que se realizó el muestreo en esa
región (invierno). A través de este estudio se sugiere que la ausencia de Leucocytozoon
spp. en las ecorregiones del desierto de Atacama y de la Puna seca centroandina podría
deberse a las limitaciones que un ambiente tan extremo tendría sobre los ciclos vitales
de los vectores. Proyectos futuros deberían recoger datos en más localizaciones de la
zona y durante todo el año para comprender mejor acerca de la distribución y
prevalencia de estos hemosporidios en regiones con condiciones ambientales y
ecológicas tan características.
Otra variable que resultó relevante tras la selección de los mejores modelos, aunque
con menor importancia, fue la elevación. La prevalencia de infección, tanto en conjunto
como para el género Haemoproteus, disminuyeron conforme aumentó la elevación. Sin
embargo, las infecciones por Leucocytozoon spp. aumentaron con la elevación (Figura
9). Dicho aumento trae consigo una disminución de la temperatura e incluso un
aumento de las precipitaciones en algunas regiones de alta montaña. LaPointe (2010) y
Jones et al. (2013) detectaron diferencias en la prevalencia de hemosporidios a lo largo
de un gradiente altitudinal en Perú y Hawái. Esto lo atribuyeron al efecto que las
condiciones más extremas de estos ambientes de mayor altitud con respecto a los de
menor altitud tienen en el desarrollo tanto del parásito como de sus vectores. Doussang
et al. (2019) también observaron una limitación en la prevalencia de Haemoproteus spp.
en el chincol a lo largo de Sudamérica, aunque en su estudio dicha prevalencia aumentó
26
hasta los 2200 m s.n.m. a partir del cual comenzó a disminuir. En el caso de
Leucocytozoon spp., estudios anteriores han observado cómo la prevalencia de este
género es mayor a altitudes altas (Imura et al., 2012; van Rooyen et al., 2013), lo cuál se
ha atribuido a la capacidad de Leucocytozoon spp. de llevar a cabo sus ciclos vitales a
bajas temperaturas (Valkiünas, 2005) y puede ser la razón de que en este estudio se
hayan encontrado algunos individuos infectados por este género en la zona de
Farellones y del embalse El Yeso, dos localidades de alta montaña en la región central
de Chile. Otro ejemplo que apoya el efecto positivo de las bajas temperaturas en la
prevalencia de las infecciones por Leucocytozoon spp. puede verse en el trabajo de
Hollmén et al. (1998) donde se estudia la prevalencia de este género de hemosporidio
en individuos de ganso emperador (Chen canagica) en Alaska. Si bien el género
Leucocytozoon podría estar menos limitado por las condiciones bajas de temperatura
que el género Haemoproteus, los resultados obtenidos en este estudio pueden
atribuirse al efecto que el conjunto de condiciones ambientales ofrecido por los hábitats
australes de Chile tienen sobre la abundancia y distribución de sus vectores. Aunque los
hábitats del sur donde tuvo lugar este estudio no se encuentran a altitudes altas, sí que
comparten condiciones de temperatura, humedad y/o precipitación, lo que favorece el
desarrollo de los vectores simúlidos, necesarios para completar el ciclo vital de
Leucocytozoon spp.
El estado reproductivo de los hospedadores apareció, junto con la ecorregión y la
elevación, como la tercera variable explicativa a tener en cuenta entre el conjunto de
modelos seleccionados, tanto para el estudio de las prevalencias de infección por
Haemoproteus spp. como por Leucocytozoon spp. El elevado gasto energético derivado
de mantener conductas territoriales, ornamentos o condiciones físicas que reflejen un
estado de salud adecuado, incubación de los huevos o el mantenimiento de las crías,
lleva a los progenitores a un estrés fisiológico que puede afectar al sistema inmunológico
(Sheldon & Verhulst, 1996). Se ha observado que, durante el periodo de reproducción,
las defensas inmunológicas de los individuos pueden debilitarse (Siikamäki et al., 1997;
Merino et al., 2000). En este caso, el sistema inmunológico no tendría la suficiente
capacidad para controlar la infección (Westerdahl et al. 2011) y los hemosporidios
encontrarían mayor probabilidad de salir a la sangre y ser transmitidos por sus vectores.
27
La transmisión suele coincidir con la actividad de los vectores, la cual depende de las
condiciones ambientales de temperatura, humedad, y otras variables adecuadas, que
permiten el desarrollo de sus ciclos vitales. Cuevas et al. (2020) atribuyen los altos
porcentajes de prevalencia por hemosporidios encontrados en el rayadito (Aphrastura
spinicauda) a que los datos fueron obtenidos durante la época reproductiva.
Otro factor importante ha tener en cuenta a la hora de estudiar tanto la distribución
como la prevalencia de las infecciones por hemosporidios son los vectores. Existen
pocos datos que ilustren la relación entre los vectores y las aves infectadas por
hemosporidios en sistemas naturales, especialmente en la región Neotropical
(Valkiünas, 2005), siendo los estudios de LaPointe et al. (2010) llevados a cabo en las
islas Hawái uno de los ejemplos más representativos acerca del efecto de las condiciones
ambientales sobre el desarrollo de los vectores hemosporidios. La hipótesis del
gradiente latitudinal de diversidad (LDG, por sus siglas en español) sostiene que existe
un aumento en la diversidad de especies conforme nos desplazamos hacia la región del
ecuador. Esta idea se aplicaría también a las poblaciones de vectores dípteros de la
malaria aviar y podría explicar como tanto la riqueza parasitaria como la abundancia y
diversidad de sus vectores aumenta conforme nos desplazamos hacia latitudes más
bajas (Nunn et al., 2005). Merino et al. (2008) atribuyeron en su estudio la ausencia de
una relación significativa entre latitud y riqueza de parásitos a las barreras geográficas a
las que está sometido Chile, y podría ser la razón por la que nuestros resultados no
siguieron la idea central del LDG. Futuros estudios sobre hemosporidios en Chile
deberían incluir las poblaciones de vectores en sus muestreos para aumentar el
conocimiento acerca de los patrones de distribución y la relación entre hemosporidios
y sus vectores.
De este modo, los resultados obtenidos en este estudio apoyan en parte la hipótesis
planteada. Si bien en nuestra hipótesis la latitud y la diversidad de aves se consideró
importante a la hora de explicar la distribución y prevalencia de las infecciones por
parásitos hemosporidios, estas fueron eliminadas de los modelos debido a su elevada
correlación con el resto de las variables independientes, por lo que no pudo observarse
su efecto sobre las variables dependientes. Sin embargo, el tipo de hábitat (ecorregión),
28
el cuál sí fue incluido en los modelos seleccionados, podría utilizarse para observar el
efecto latitudinal sobre estas variables. En este trabajo se planteó la hipótesis de que la
distribución y prevalencia de las infecciones, tanto de hemosporidios en general como
para cada uno de los tres géneros estudiados, disminuiría conforme nos desplazamos
hacia latitudes más australes. Para el caso de las infecciones por Haemoproteus la
hipótesis se cumple en parte, puesto que estas fueron mayores en las regiones centrales
y disminuyeron conforme nos desplazamos hacia ecorregiones más ecuatoriales y
australes. Esta disminución en la presencia de las infecciones por hemosporidios en las
ecorregiones correspondientes a latitudes más bajas puede deberse al fuerte
aislamiento geográfico al que está sometido Chile. El desierto de Atacama y las regiones
de alta montaña de la cordillera de los Andes podrían ser ambientes igual de extremos
para el desarrollo de los vectores que las regiones australes de mayor latitud. Para el
caso del género Leucocytozoon la hipótesis no se cumplió, observándose un aumento
de la prevalencia de dichas infecciones conforme nos desplazamos hacia latitudes
mayores. Como se menciona anteriormente, esto podría explicarse debido a las
condiciones favorables que estos ambientes tienen sobre el desarrollo de los vectores
simúlidos de los que depende Leucocytozoon para su transmisión.
En cuanto a la elevación, la hipótesis no se cumplió puesto que sólo fue seleccionada en
el modelo que explicaría la distribución y prevalencia de las infecciones por el género
Leucocytozoon, aumentando dicha prevalencia conforme nos desplazamos hacia
elevaciones mayores. Como se menciona anteriormente, esto podría explicarse debido
a las condiciones similares de baja temperatura que tendrían dichas elevaciones con
respecto a ecorregiones australes y que son una condición favorable para el desarrollo
de los vectores simúlidos.
Por último, y tal como se plantea en la hipótesis, el estado reproductivo sí apareció como
una variable ha tener en cuenta a la hora de explicar la prevalencia y distribución de las
infecciones por los hemosporidios del género Haemoproteus y Leucocytozoon, aunque
su peso sobre el conjunto de modelos seleccionados para cada variable dependiente, y
en relación con el resto de las variables independientes incluidas en dichos modelos, fue
el más bajo.
29
6.2. Diversidad de hemosporidios aviares.
Mediante la observación de los frotis sanguíneos se pudieron identificar cuatro
morfoespecies diferentes de Haemoproteus y una morfoespecie de Leucocytozoon. En
concreto, en cuanto al género Haemoproteus, se identificaron las morfoespecies
correspondientes a Haemoproteus coatneyi, Haemoproteus erythrogravidus y
Haemoproteus tartakovskyi. Este estudio identifica morfológicamente por primera vez
a todas estas especies de hemosporidios en Chile. Para H. tartakovskyi, no existen
estudios previos que identifiquen a esta especie, al menos morfológicamente, en el
Neotrópico. La identificación morfológica de las especies del género Haemoproteus
pudo llevarse a cabo gracias a una serie de características propias que cada especie de
dicho género desarrolla durante las etapas finales del desarrollo dentro de los
eritrocitos, tanto de los microgametocitos como de los macrogametocitos (Valkiünas,
2005; Mantilla et al., 2016). H. coatneyi y H. erythrogravidus pueden ser fácilmente
diferenciados de H. tartakovski gracias a la forma de mancuerna o pesa que los primeros
adquieren a medida que aumentan de tamaño dentro del eritrocito (Valkiünas 2005;
González et al., 2015). La ausencia de un desplazamiento notable del núcleo es otra
característica para la identificación de H. coatneyi y H. erythrogravidus, aunque
imágenes tomadas en otros estudios sobre identificación de estas especies en Colombia,
junto con una posterior confirmación por PCR, sugieren que H. coatneyi puede desplazar
al núcleo de los eritrocitos hasta la periferia de la célula hospedadora (González et al.,
2015).
Dos especies de Haemoproteus (H. coatneyi y H. erythrogravidus), están muy
emparentadas y parasitan a un mismo hospedador (Z. capensis), lo que sugiere que
ambas especies han podido sufrir procesos de especiación simpátrica o una serie de
procesos biogeográficos complejos (Mantilla et al., 2016). Aún así, morfológicamente
pueden ser diferenciados gracias a dos aspectos principales: en primer lugar, la parte
central de H. erythrogravidus puede llegar a ser muy delgada (≤ 1 micra), en
comparación con la de H. coatneyi (Mantilla et al., 2016). En segundo lugar, H.
erythrogravidus provoca una protuberancia, o “gravid” como se conoce en inglés, en el
citoplasma del eritrocito del lado opuesto a donde se sitúa el parásito (Mantilla et al.,
2016), siendo esta la característica que da nombre a la especie.
30
H. tartakovskyi es una especie de hemosporidio cuya distribución tradicionalmente se
ha asociado únicamente al paleártico, infectando especies como el piquituerto (Loxia
curvirostra), el picogordo (Coccothraustes coccothraustes) o el lúgano (Spinus spinus)
(Valkiünas, 2005). En este estudio, confirmamos por primera vez la presencia de este
parásito en el Neotrópico, al menos bajo una observación morfológica. H. tartakovskyi
se diferencia de las anteriores especies de Haemoproteus principalmente por provocar
en el eritrocito una hipertrofia en anchura, es decir, no cambiando el tamaño del
eritrocito en el plano longitudinal pero sí en el eje transversal (Valkiünas, 2005). Esta
hipertrofia es causada por el gran tamaño que los macro- y micro-gametocitos
completamente desarrollados adquieren en la célula hospedadora. Otra consecuencia
del gran tamaño de esta especie es el desplazamiento (primero lateral y después apical)
del núcleo del eritrocito hasta llegar a enuclear a la célula hospedadora (Valkiünas,
2005).
Una cuarta morfoespecie de Haemoproteus se observó infectando al chincol en este
estudio. Sin embargo, la baja intensidad de infección y la falta de suficientes estadíos de
desarrollo del parásito en las muestras en las que se observó dificultaron su
identificación a nivel de especie. Esta morfoespecie presenta características
morfológicas que no son atribuibles a las otras especies de Haemoproteus observadas
en este estudio (por ejemplo, el parásito rodea completamente al núcleo de los
eritrocitos infectados o no existe un desplazamiento evidente del núcleo de la célula
infectada). Estos rasgos morfológicos son similares a los observados por Cadena-Ortíz et
al. (2018), en cuyo estudio catalogaron a la morfoespecie como Haemoproteus (P) sp. 1,
describiendo a la morfoespecie como un linaje molecular aún no descrito a nivel
morfológico.
Para el caso del género Leucocytozoon, la baja intensidad de las infecciones dificultó que
se pudieran observar de manera clara los diferentes estadíos del desarrollo de los
gametocitos. Sin embargo, dada las particularidades morfológicas encontradas en las
formas adultas de las especies de Leucocytozoon que aparecieron parasitando al chincol,
se identificó a esta morfoespecie con Leucocytozoon majoris. Entre las características
morfológicas para la clasificación de esta especie destacan la forma redondeada de los
31
gametocitos completamente desarrollados y la disposición y forma del núcleo del
eritrocito infectado, el cuál ocupa más de la mitad del eritrocito y aparece rodeando al
núcleo del parásito (Valkiünas, 2005). L. majoris es una especie de Leucocytozoon que
se describió por primera vez en Europa en el carbonero común (Parus major) y del que
toma su nombre. Estudios recientes identificaron a esta especie de hemosporidio
infectando aves en el Neotrópico (Lotta et al., 2016). En Chile no existen registros que
identifiquen morfológicamente a las infecciones por esta especie de hemosporidio, pero
las condiciones ambientales de alta montaña donde Lotta et al. (2016) obtuvieron sus
registros podrían ser similares a las condiciones andinas del centro de Chile y los
ecosistemas del sur (donde tuvieron lugar los registros de infecciones por L. majoris en
este estudio), al menos en cuanto a temperatura se refiere. Si bien las bajas
temperaturas son un factor limitante para el desarrollo de muchas especies de
hemosporidios (LaPointe et al., 2010), el género de Leucocytozoon se ha visto que está
adaptado para desarrollarse por debajo de los 15ºC (Valkiünas, 2005), por lo que este
factor no debiera ser limitante para que tenga lugar la transmisión de Leucocytozoon sp.
(Lotta et al., 2016), siempre y cuando el vector esté presente en el ambiente. Estudios
futuros que evalúen las infecciones por Leucocytozoon sp. a través de la morfología de
los parásitos son tremendamente importantes para conocer más acerca de su diversidad
en el Neotrópico. Lotta et al. (2019) destacan que secuencias genéticas de
Leucocytozoon detectadas en el Neotrópico permanecen sin estar asociadas aún a una
morfología determinada. Análisis moleculares complementarios deberían llevarse a
cabo para confirmar estas infecciones por hemosporidios y asociar las morfoespecies
encontradas con secuencias genéticas determinadas.
Cabe destacar, que al igual que el uso de métodos únicamente moleculares pueden
llegar a ser insuficiente en algunos casos para estudiar la diversidad de hemosporidios
en poblaciones de hospedadores, sobretodo bajo infecciones mixtas, inferir la
diversidad de especies de hemosporidios únicamente bajo una observación morfológica
también puede llegar a ser insuficiente. Entre las razones de esto último, destaco dos:
(i) la identificación morfológica requiere de un conocimiento y una experiencia
suficiente como para no descartar infecciones en aquellos individuos con una carga
parasitaria baja, y además, (ii) en muchos casos, las diferencias morfológicas entre
32
especies de hemosporidios no son fácilmente identificables, debiéndose obtener un
número y una calidad de imágenes de los parásitos suficiente como para su evaluación
mediante programas específicos que midan los tamaños y las dimensiones de cada una
de estas características. Para confirmar los resultados obtenidos en este estudio, son
necesarios evaluaciones moleculares complementarias que ayuden a mejorar nuestro
conocimiento sobre la prevalencia y las distribuciones de los hemosporidios aviares a lo
largo de Chile.
33
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